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基于单片机的密码锁设计课程设计报告大学--学位论文.doc
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物理与电气工程学院课程设计报告
基于单片机的密码锁设计
作 者
专 业
年 级
指导教师
成 绩
日 期 2013.10.6
第 1 页
基于单片机的密码锁设计
(安阳师范学院 物电学院, 河南 安阳 455000)
摘要:电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作,从而控制机械开关的
闭合,完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多,有简易的电路产品,也有基于芯片
的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心,通过编程来实现的。
本文以 AT89C52 单片机为核心器件,结合按键电路、LCD 数码管显示电路、报警指示电
路和开锁机构,利用单片机灵活的编程设计和丰富的 I/O 端口,及其控制的准确性通过软件
程序来控制整个系统实现电子密码锁的基本功能,其主要具有如下功能:
●密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开
●密码输入错误,蜂鸣器将报警提示
●用户可以自由设定密码
●与万年历相结合
本密码锁具有设计方法合理,简单易行成本低,安全实用等特点,具有一定的推广价值。
关键词:单片机 液晶显示器 键盘 万年历
1 引言:
随着人们生活水平的提高, 日常生活和工作中的住宅与部门的安全防范、单位的文件档
案、财务报表以及一些个人资料的保存等一系列安全防盗问题变的尤其突出。传统的机械锁
由于其构造的简单,被撬的事件屡见不鲜,且人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 一旦钥
匙丢失安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展,人们对日常生活中的安全保险器件的
要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求,增加其安全性,用密码代替钥匙的密码锁应运
而生。密码锁因具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点,受到了广大用户的青睐。
据有关资料介绍,电子密码锁的研究从 20 世纪 30 年代就开始了,在一些特殊场所早就
有所应用。但当时多半是配合机械锁一起作用且存在着诸如体积较大,成本较高,可靠性较
低等缺点一时难以普及。
20 世纪 80 年代后,随着信息技术、集成电路、半导体技术的发展,电子密码锁的设计
也取得了快速的进步。目前,在西方发达国家,电子密码锁技术相对先进,种类齐全,电子
密码锁已被广泛应用于安全处所,而我国在此点上这稍有落后。
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2 方案论证:
(1)现今常见的密码锁设计方案一种是中规模集成电路控制的方案,对于采用集成电路
控制的方案,其中的编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、复位电路、解码电路、防盗
报警电路、门铃电路,而电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)以及锁体三部分组成。显
然此种方案的物理实现结构较为复杂且重新设置密码、输入密码的操作过程也会给用户带来
一定的不方便;
(2)另一种是单片机控制的方案,由于单片机灵活的编程设计和丰富的 I/O 端口,及其
控制的准确性,不但能实现基本的密码锁功能,还能添加掉电存储、声光提示甚至添加遥控
控制功能,但其也有一定的局限性,就在于其控制原理的复杂以及要求设计人员具有更加良
好的程序设计能力,调试较为繁琐,否则程序一旦跑飞将造成意想不到的损失。通过对这两
种方案的优缺点比较,再考虑到本人自己对单片机设计具有一定的基础,所以此次选择利用
单片机来进行密码锁的设计。
3 结果与讨论
3.1.1 AT89C52 介绍
单片机主控电路的主要元件是 AT89c52,其外型如图
AT89C52 是 51 系列单片机的一个型号,它是 ATMEL 公司生产的。是一个低电压,
高性能 CMOS 8 位单片机,片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 25
6 bytes 的随机存取数据存储器(RAM),器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储
技术生产,兼容标准 MCS-51 指令系统,片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元,
功能强大的 AT89C52 单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
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AT89C52 有 40 个引脚,32 个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含 2 个外中
断口,3 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口,2 个读写口线,AT89C52 可
以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S 系列的才支持在线编程)。其将通用的
微处理器和 Flash 存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低
开发成本。
3.1.2 AT24C02 简介
AT24C02 是美国 Atmel 公司的低功耗 CMOS 型 E2PROM,内含 256*8 位存储空间,具有工作
电压宽(2.5V~5.5V),擦写次数多(大于 10000 次),写入速度快(小于 10ms),抗干扰能力强,
数据不易丢失,体积小等特点。并且它是采用 I2C 总线式进行数据读写的串行操作,只占用
很少的资源和 I/O 线。AT24C02 有一个 16 字节页写缓冲器,该器件通过 I2C 总线接口进行操
作,还有一个专门的写保护功能。
AT24C02 的引脚如图 3-9,各引脚功能如下:
SCL:串行时钟输入管脚,用于产生器件所有数据发送或接收的时钟。
SDA:双向串行数据/地址管脚,用于器件所有数据的发送或接收。
A0、A1、A2:器件地址输入端。这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址,当这些
脚悬空时默认值为 0。使用 AT24C02 最大可级联 8 个器件,如果只有一个 24C02 被总线寻址,
这三个地址输入脚 A0、A1、A2 可悬空或连接到 VSS。
WP:写保护。如果 WP 管脚连接到 Vcc,所有的内容都被写保护,只能读。当 WP 管脚连
接到 Vss 或悬空,允许器件进行正常的读/写操作。
VSS:电源地(GND)。
VCC:电源电压(5V)。
3.1.3时钟芯片 DS1302
DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片,内含有一个实时时钟/日历和31 字
节静态 RAM,通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路.提供秒分时日日期.
月年的信息,每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过 AM/PM 指示决定采用24 或
12 小时格式.DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信,仅需用到三个口
线:1 RES 复位,2 I/O 数据线,3 SCLK 串行时钟.时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31
个字节的字符组方式通信.
DS1302 的引脚功能排列及描述如下所示.
图 3-9 AT24C02 引脚图
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管脚描述:
X1 X2 32.768KHz 晶振管脚
GND 地
RST 复位脚
I/O 数据输入/输出引脚
SCLK 串行时钟
Vcc1,Vcc2 电源供电管脚
3.1.4 LCD12864 液晶
带中文字库的128X64 是一种具有4 位/8 位并行、2 线或3 线串行多种接口方式,内部含
有国标一级、二级简体 中文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率为128×64, 内置
8192 个16*16 点汉字,和128 个16*8 点 ASCII 字符 集.利用该模块灵活的接口方式和简单、
方便的操作指令,可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4 行16×16 点 阵的汉字. 也
可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的
图形点阵液晶 显示模块相比,不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多,且该模块的价格
也略低于相同点阵的图形液晶模块。
基本特性
(1)低电源电压(VDD:+3.0--+5.5V)
(2)显示分辨率:128×64 点
(3)内置汉字字库,提供8192 个16×16 点阵汉字(简繁体可选)
(4)内置128 个16×8 点阵字符
(5)2MHZ 时钟频率
(6)显示方式:STN、半透、正显
(7)驱动方式:1/32DUTY,1/5BIAS
(8)视角方向:6 点
(9)背光方式:侧部高亮白色 LED,功耗仅为普通 LED 的1/5—1/10
(10)通讯方式:串行、并口可选
(11)内置 DC-DC 转换电路,无需外加负压
(12)无需片选信号,简化软件设计
(13)工作温度: 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃
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黑色的迷迭香
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